JP2011218685A - 流体収容装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流体の供給経路における圧力変動を調整すること。
【解決手段】流体消費装置に着脱可能な流体収容装置であって、流体を収容する流体収容部と、前記流体消費装置に接続可能な流体供給部と、前記流体収容部から前記流体供給部に前記流体を供給させる供給経路と、前記供給経路に設けられ、前記流体供給部が所定圧力よりも小さくなったときに前記供給経路を開き、それ以外のときは前記供給経路を遮断する弁機構と、前記供給経路のうち前記弁機構以降の下流側に設けられ、前記流体消費装置と前記流体供給部との接続による前記供給経路内の圧力変動を吸収する圧力吸収部とを備える。
【選択図】図１２

Description

本発明は、流体収容装置に関するものである。

例えばインクジェット型のプリンターなどの流体噴射装置においては、記録ヘッドからインクを噴射することにより記録媒体に文字や画像などを記録するようになっている。このようにインクを消費する液体消費装置には、例えばインクを収容したインクカートリッジなどの液体収容容器が装着される構成を有している（例えば、特許文献１参照）。

上記インクカートリッジは、例えばインクが充填される収容部と、当該収容部に収容されている液体をインクジェット式記録装置に供給するための供給部と、収容部と供給部とを連通する供給経路とを備えている。これに対して、プリンターには、例えば供給部に挿入するインク供給針などが設けられている。

インク供給針は、先端が針状に形成された管状部材である。インク供給針を供給部に挿入した状態においては、当該インク供給針の先端を介して供給部とプリンターとの間が連通され、インク供給針を介してインクがプリンター側に供給されるようになっている。

特開２００４−２３７７２０号公報

しかしながら、インク供給針を供給部に挿入すると、当該インク供給針の体積の分、供給部の体積が増加することになる。このため、供給部及び当該供給部に接続された供給経路の圧力の増加が生じる場合がある。当該圧力の増加により、例えばプリンター側に悪影響を及ぼすおそれがある。

以上のような事情に鑑み、本発明は、流体の供給経路における圧力を調整することができる流体収容装置を提供することを目的とする。

本発明に係る流体収容装置は、流体消費装置に着脱可能な流体収容装置であって、流体を収容する流体収容部と、前記流体消費装置に接続可能な流体供給部と、前記流体収容部から前記流体供給部に前記流体を供給させる供給経路と、前記供給経路に設けられ、前記流体供給部が所定圧力よりも小さくなったときに前記供給経路を開き、それ以外のときは前記供給経路を遮断する弁機構と、前記供給経路のうち前記弁機構以降の下流側に設けられ、前記流体消費装置と前記流体供給部との接続による前記供給経路内の圧力変動を吸収する圧力吸収部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、供給経路のうち弁機構以降の下流側に設けられ、流体消費装置と流体供給部との接続による供給経路内の圧力変動を吸収する圧力吸収部が設けられるため、当該圧力変動が吸収されることになる。これにより、流体の供給経路における圧力変動を調整することができる。

上記の流体収容装置は、前記圧力吸収部は、前記圧力変動によって前記流体流通経路内の体積を変動させる方向に撓む可撓性部材を有することを特徴とする。
本発明によれば、圧力吸収部が圧力変動によって流体流通経路内の体積を変動させる方向に撓む可撓性部材を有することとしたので、特段に複雑な機構を配置することなく、簡単な機構によって供給経路における圧力変動を調整することができる。

上記の流体収容装置は、前記可撓性部材は、前記流体消費装置に起因する所定の圧力の範囲内で可撓性を有するように形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、可撓性部材が流体消費装置に起因する所定の圧力の範囲内で可撓性を有するように形成されていることとしたので、流体噴射装置に安定して流体を供給することができる。

上記の流体収容装置は、前記圧力吸収部は、前記弁機構に設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、圧力吸収部が弁機構に設けられているため、例えば弁機構の一部を利用して圧力変動を吸収することができる。これにより、複雑な機構を配置することなく、簡単な機構によって供給経路における圧力変動を調整することができる。

上記の流体収容装置は、前記弁機構は、前記流体収容部及び前記流体供給部にそれぞれ連通された凹部、及び、当該凹部を塞ぐ第二可撓性部材を有する連通室と、前記連通室と前記流体供給部との連通経路を遮断するように設けられ、前記連通室の内容積が減少する方向へ前記第二可撓性部材が撓むことで前記連通経路を開く弁と、前記連通室が所定圧力よりも小さくなったときに前記弁が前記連通経路を開きそれ以外のときは前記弁が前記連通経路を遮断するように、前記連通室の内容積が増加する方向へ前記第二可撓性部材を撓ませる付勢機構とを有し、前記第二可撓性部材は、前記圧力吸収部として用いられていることを特徴とする。
本発明によれば、弁機構に設けられる第二可撓性部材を圧力吸収部として用いることとしたので、弁機構の一部を利用して圧力変動を吸収することができる。これにより、複雑な機構を配置することなく、簡単な機構によって供給経路における圧力変動を調整することができる。

上記の流体収容装置は、前記圧力吸収部は、前記供給経路に設けられ前記圧力変動に応じて体積を変動可能なバッファ部を有することを特徴とする。
本発明によれば、圧力吸収部が供給経路に設けられ圧力変動に応じて体積を変動可能なバッファ部を有するため、供給経路における圧力変動を調整することができる。

本発明に係る液体収容容器のインクカートリッジの外観斜視図。 インクカートリッジを図１とは逆の角度からみた外観斜視図。 インクカートリッジの分解斜視図。 インクカートリッジを図３とは逆の角度からみた分解斜視図。 インクカートリッジをキャリッジに取り付けた状態を示す図。 インクカートリッジのキャリッジへの取付直前の状態を示す断面図。 インクカートリッジのキャリッジへの取付直後の状態を示す断面図。 インクカートリッジのカートリッジ本体を正面側から見た図。 インクカートリッジのカートリッジ本体を背面側から見た図。 （ａ）は図８の簡略模式図、（ｂ）は図９の簡略模式図。 図８のＡ−Ａ断面図。 図８のＢ−Ｂ断面図。 図８に示したカートリッジ本体内の流路構造の一部を示す拡大斜視図。 インクカートリッジを取り付けたときの出口流路の状態を示す図。 インクカートリッジの他の構成を示す図。

以下、本発明に係る液体収容容器の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の実施形態では、液体収容容器の一例として、液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置（プリンター）に着脱可能なインクカートリッジを挙げて説明する。

図１は本発明に係る液体収容容器の一実施形態としてのインクカートリッジの外観斜視図であり、図２は本実施形態のインクカートリッジを図１とは逆の角度からみた外観斜視図である。図３は本実施形態のインクカートリッジの分解斜視図、図４は本実施形態のインクカートリッジを図３とは逆の角度からみた分解斜視図である。図５は本実施形態のインクカートリッジをキャリッジに取り付けた状態を示す図であり、図６はキャリッジへの取付直前の状態を示す断面図、図７はキャリッジへの取付直後の状態を示す断面図である。

本実施形態のインクカートリッジ１は、図１及び図２に示すように、略直方体形状を有し、内部に設けられたインク収容室（流体収容部）にインク（流体）Ｉを貯留・収納する液体収容容器である。インクカートリッジ１は、液体消費装置の一例としてのインクジェット式記録装置のキャリッジ２００に装着され、当該インクジェット式記録装置にインクを供給する（図５、図６参照）。なお、プリンターＰＲＴの概略構成については、図６に示されている。プリンターＰＲＴは、例えば紙などの搬送媒体Ｐに対して記録を行う装置である。プリンターＰＲＴは、上記キャリッジ２００の他、例えば搬送媒体Ｐに対してインクを噴射する記録ヘッドＨＤと、搬送媒体Ｐを搬送する搬送装置ＣＶと、搬送媒体Ｐを支持するプラテンＳＰとを有している。キャリッジ２００に装着された各インクカートリッジ１は、例えばインク供給針２４０に連通されるチューブ部材ＴＢを介して記録ヘッドＨＤに接続されている。記録ヘッドＨＤには、インクを噴射する複数のノズルＮＺが形成されている。各ノズルＮＺにおいては、安定したインク噴射を行うため、メニスカスが調整された状態になっている。

インクカートリッジ１の外観的特徴について説明すると、図１及び図２に示すように、インクカートリッジ１は、フラットな上面１ａを有し、上面１ａに対向する底面１ｂにインクジェット式記録装置に接続されてインクを供給するインク供給部（流体供給部）５０が設けられている。また、底面１ｂには、インクカートリッジ１内部に大気を導入する大気開放孔１００が開口している。すなわち、インクカートリッジ１は、大気開放孔１００から空気を導入しつつインク供給部５０からインクを供給する大気開放型のインクカートリッジである。

本実施形態では、大気開放孔１００は、図６に示すように、底面１ｂに底面側から上面側に向けて開口した略円筒形状の凹部１０１と、凹部１０１の内周面に開口した小孔１０２とを有している。小穴１０２は、後述の大気連通路に連通しており、この小穴１０２を介して大気が後述の最上流のインク収容室３７０に導入される。

大気開放孔１００の凹部１０１は、キャリッジ２００に形成された突起２３０を受け入れるような深さに構成されている。この突起２３０は、大気開放孔１００を気密に閉塞する閉塞手段としての封止フィルム９０の剥がし忘れを防止するための剥離忘れ防止突起である。すなわち、封止フィルム９０が貼り付けられた状態では、大気開放孔１００内に突起２３０が挿入されないため、インクカートリッジ１がキャリッジ２００に取り付けられない。これによりユーザが、大気開放孔１００上に封止フィルム９０が貼り付けたままキャリッジ２００にインクカートリッジ１を取り付けようとしても取り付けられないようにすることにより、インクカートリッジ１の装着時には確実に封止フィルム９０を剥がすように促すことができる。

図１に示すように、インクカートリッジ１の上面１ａの一つの短辺側に隣り合う狭側面１ｃには、インクカートリッジ１が誤った位置に装着されることを防ぐための誤挿入防止突起２２が形成されている。受け手となるキャリッジ２００側には、図５に示すように、誤挿入防止突起２２と対応する凹凸２２０が形成されており、インクカートリッジ１は誤挿入防止突起２２と凹凸２２０とが干渉しない場合のみキャリッジ２００に装着される。誤挿入防止突起２２は、インクの種類毎に異なる形状を有し、受け手となるキャリッジ２００側の凹凸２２０も対応するインクの種類に応じた形状を有している。したがって、図５に示すように、キャリッジ２００が複数のインクカートリッジを装着可能な場合でも、誤った位置にインクカートリッジを装着することがない。

図２に示すように、インクカートリッジ１の狭側面１ｃと対向する狭側面１ｄには、係合レバー１１が設けられている。この係合レバー１１は、キャリッジ２００への装着時にキャリッジ２００に形成された凹部２１０と係合する突起１１ａが形成されており、係合レバー１１が撓みつつ突起１１ａと凹部２１０が係合することによりキャリッジ２００に対してインクカートリッジ１が位置固定される。

係合レバー１１の下方には、回路基板３４が設けられている。この回路基板３４上には、複数の電極端子３４ａが形成されており、これら電極端子３４ａがキャリッジ２００に設けられた電極部材（不図示）と接触することにより、インクカートリッジ１が電気的にインクジェット式記録装置と接続される。回路基板３４には、データ書換可能な不揮発性メモリが設けられており、インクカートリッジ１に関する各種情報やインクジェット式記録装置のインク使用情報等が記憶される。また、回路基板３４の裏側には、インクカートリッジ１内のインク残量を、残留振動を利用して検出する液体残量センサ（センサユニット）３１（図３または図４参照のこと）が設けられている。以下の説明では、液体残量センサ３１と回路基板３４とを合わせてインクエンドセンサ３０と呼称することとする。

インクカートリッジ１の上面１ａには、図１に示すように、インクカートリッジの中身を示すラベル６０ａが貼り付けられている。このラベル６０ａは、広側面１ｆを覆う外表面フィルム６０の端部が上面１ａにまでまたがって貼り付けられることによって形成されている。

図１及び図２に示すように、インクカートリッジ１の上面１ａの２つの長辺側に隣り合う広側面１ｅ，１ｆは、フラットな面形状とされている。以下の説明では、便宜上、広側面１ｅの側を正面側、広側面１ｆの側を背面側、狭側面１ｃの側を右側面側、そして狭側面１ｄの側を左側面側として説明する。

次に、図３及び図４を参照しながら、インクカートリッジ１を構成する各部について説明する。
インクカートリッジ１は、容器本体であるカートリッジ本体１０と、カートリッジ本体１０の正面側を覆う蓋部材２０とを有している。

カートリッジ本体１０は、その正面側には様々な形状を有するリブ１０ａが形成されており、これらのリブ１０ａが仕切を為して、インクＩが充填される複数のインク収容室（液体収容室）、インクＩは充填されない未充填室、後述の大気連通路１５０の途中に位置する空気室などを、内部に区画形成する。

カートリッジ本体１０と蓋部材２０との間には、カートリッジ本体１０の正面側を覆うフィルム８０が設けられており、このフィルム８０によってリブ、凹部、溝の上面が塞がれて複数の流路やインク収容室、未充填室、空気室が形成される。
カートリッジ本体１０の背面側には、差圧弁４０を収容する凹部としての差圧弁収容室４０ａと気液分離フィルタ７０を構成する凹部としての気液分離室７０ａとが形成されている。

差圧弁収容室４０ａには、バルブ部材４１とバネ４２とバネ座４３とが収納されて差圧弁４０を構成している。差圧弁４０は、下流側のインク供給部５０と上流側のインク収容室との間に配置されており、上流側に対して下流側を減圧することで、インク供給部５０に供給されるインクＩが負圧となるように構成されている。

バルブ部材４１は、例えば可撓性を有する材料によって形成された弾性部４１ｂ（第二可撓性部材）と、当該弾性部４１ｂに接続された弁部４１ａとを有している。バネ座４３と共に差圧弁収容室４０ａを塞ぐように配置されている。差圧弁収容室４０ａは、インク収容部及びインク供給部５０に連通されている。弁部４１ａは、差圧弁収容室４０ａと出口流路４５０とを遮断するように設けられている。弁部４１ａは、例えば差圧弁収容室４０ａの内容積が減少する方向へ弾性部４１ｂが撓むことで当該連通経路を開くようになっている。また、バネ４２は、例えば差圧弁収容室４０ａが所定圧力よりも小さくなったときに弁部４１ａが連通経路を開き、それ以外のときは弁部４１ａが連通経路を遮断するように、差圧弁収容室４０ａの内容積が増加する方向へ弾性部４１ｂを撓ませるように配置されている。

気液分離室７０ａの上面には、気液分離室７０ａの中央部近傍に設けられた外周を囲む土手７０ｂに沿って気液分離膜７１が貼着されている。この気液分離膜７１は、気体を通過させるとともに液体を通過不可能に遮断する素材であり、全体で気液分離フィルタ７０を構成している。気液分離フィルタ７０は、大気開放孔１００とインク収容室とを結ぶ大気連通路１５０内に設けられており、インク収容室のインクＩが大気連通路１５０を経て大気開放孔１００から流出しないようにするためのものである。

カートリッジ本体１０の背面側には、差圧弁収容室４０ａと気液分離室７０ａ以外にも複数の溝１０ｂが刻まれている。これらの溝１０ｂは、差圧弁４０と気液分離フィルタ７０が構成された状態で外表面を外表面フィルム６０が覆うことにより各溝１０ｂの開口部が塞がれ、大気連通路１５０やインク誘導路が形成される。

カートリッジ本体１０の底面側には、先ほど説明したインク供給部５０と大気開放孔１００以外に、図４に示すように、インク注入時に真空引き手段を介してインクカートリッジ１内部から空気を吸い出して減圧に用いられる減圧孔１１０と、インク収容室からインク供給部５０に至るインク誘導路を構成する凹部９５ａと、インクエンドセンサ３０の下方に設けられたバッファ室３０ｂとが形成されている。

インク供給部５０、大気開放孔１００、減圧孔１１０、凹部９５ａ、及びバッファ室３０ｂは、インクカートリッジ製造直後には、全てそれぞれ封止フィルム５４，９０，９８，９５，３５によってそれぞれの開口部が封止された状態となっている。このうち、大気開放孔１００を封止する封止フィルム９０は、インクカートリッジをインクジェット式記録装置に装着して使用状態とする前にユーザによって剥離される。これにより、大気開放孔１００が外部に露出し、インクカートリッジ１内部のインク収容室が大気連通路１５０を介して外気と連通する。

また、インク供給部５０の外表面に貼り付けられた封止フィルム３５は、図６及び図７に示すように、インクジェット式記録装置への装着時にインクジェット式記録装置側のインク供給針２４０によって破られるように構成されている。

インク供給部５０の内部には、図６及び図７に示すように、装着時にインク供給針の２４０の外表面に押しつけられる環状のシール部材５１と、プリンターに装着されていない場合はシール部材５１と当接してインク供給部５０を閉塞するバネ座５２と、バネ座５２をシール部材５１の当接方向に付勢する圧縮バネ５３とを備えている。

図６及び図７に示すように、インク供給針２４０がインク供給部５０内に挿入されると、シール部材５１の内周とインク供給針２４０の外周がシールされ、インク供給部５０とインク供給針２４０との間の隙間が液密に封止される。また、インク供給針２４０の先端がバネ座５２と当接し、バネ座５２を上に押し上げ、バネ座５２とシール部材５１のシールが解除されることにより、インク供給部５０からインク供給針２４０にインクが供給可能となる。

次に、図８〜図１３を参照しながら、本実施形態のインクカートリッジ１の内部構造について説明する。

図８は本実施形態のインクカートリッジ１のカートリッジ本体１０を正面側から見た図であり、図９は本実施形態のインクカートリッジ１のカートリッジ本体１０を背面側から見た図であり、図１０の（ａ）は図８の簡略模式図であり、図１０の（ｂ）は図９の簡略模式図であり、図１１は図８のＡ−Ａ断面図である。また、図１２は図８のＢ−Ｂ断面図である。図１３は図８に示した流路の一部拡大斜視図である。

本実施形態のインクカートリッジ１では、インクＩが充填される主なインク収容室として、上下２つに分断された上部インク収容室３７０及び下部インク収容室３９０と、これらの上下のインク収容室に挟まれるように位置するバッファ室４３０とからなる３つのインク収容室が、カートリッジ本体１０の正面側に形成されている（図１０参照）。

また、カートリッジ本体１０の背面側には、インクＩの消費量に応じて、大気を最上流のインク収容室である上部インク収容室３７０に導入する大気連通路１５０が形成されている。

インク収容室３７０，３９０及びバッファ室４３０は、リブ１０ａにより区分されている。そして、本実施形態の場合、これらの各インク収容室は、水平方向に延在して収容室の底壁となるリブ１０ａの一部に、下方に窪ませた形状の窪み３７４，３９４，４３４が形成されている。

窪み３７４は、上部インク収容室３７０のリブ１０ａによる底壁３７５の一部を下方に窪ませたものである。窪み３９４は、下部インク収容室３９０のリブ１０ａによる底壁３９５と壁面の膨出部によりカートリッジ厚さ方向に窪ませたものである。窪み４３４は、バッファ室４３０のリブ１０ａによる底壁４３５の一部を下方に窪ませたものである。

そして、各窪み３７４，３９４，４３４の底部又はその付近には、インク誘導路３８０、上流側インクエンドセンサ連絡流路４００及びインク誘導路４４０に連通するインク排出口３７１，３１１，４３２が設けられている。

インク排出口３７１，４３２は、各インク収容室の壁面をカートリッジ本体１０の厚さ方向に貫通した貫通孔である。また、インク排出口３１１は、底壁３９５を下方に貫通した貫通穴である。

インク誘導路３８０は、一端が上部インク収容室３７０のインク排出口３７１に連通すると共に、他端が下部インク収容室３９０に設けられたインク流入口３９１に連通しており、上部インク収容室３７０のインクＩを下部インク収容室３９０に誘導する液体誘導路となっている。このインク誘導路３８０は、上部インク収容室３７０のインク排出口３７１から鉛直下方に延びた形態で設けられており、液体誘導路内でのインクＩの流れ方向が上から下への降下流となる降下型接続で一対の液体収容室３７０，３９０相互を接続している。

インク誘導路４２０は、一端が下部インク収容室３９０の下流に位置する液体残量センサ３１内のキャビティのインク排出口３１２に連通すると共に、他端がバッファ室４３０に設けられたインク流入口４３１に連通しており、下部インク収容室３９０のインクＩをバッファ室４３０に誘導する。このインク誘導路４２０は、液体残量センサ３１内のキャビティのインク排出口３１２から斜め上方に延びた形態で設けられており、液体誘導路内でのインクＩの流れ方向が下から上への上昇流となる上昇型接続で一対のインク収容室３９０，４３０相互を接続している。

即ち、本実施形態のカートリッジ本体１０では、３個のインク収容室３７０，３９０，４３０相互は、降下型接続と、上昇型接続とを交互に繰り返す直列状に接続されている。

インク誘導路４４０は、バッファ室４３０のインク排出口４３２から差圧弁４０にインクを誘導するインク流路である。

本実施形態の場合、各インク収容室のインク流入口３９１，４３１は、いずれも、各インク収容室において、それぞれの収容室に設けられたインク排出口３７１，３１１よりも上方で、且つ各インク収容室の底壁３７５，３９５，４３５の近傍に設けられている。

以下、まず主たるインク収容室である上部インク収容室３７０からインク供給部５０に至るまでのインク誘導路を、図８〜図１３を参照しながら説明する。

上部インク収容室３７０は、カートリッジ本体１０内の最上流（最上位）のインク収容室であり、図８に示すように、カートリッジ本体１０の正面側に形成されている。この上部インク収容室３７０は、インク収容室の約半分を占めるインク収容領域であり、カートリッジ本体１０の略半分から上の部分に形成されている。

上部インク収容室３７０の底壁３７５の窪み３７４には、インク誘導路３８０と連通するインク排出口３７１が開口している。このインク排出口３７１は、上部インク収容室３７０の底壁３７５よりも下がった位置にあり、上部インク収容室３７０内のインク液面Ｆが底壁３７５まで下がっても、その時のインク液面Ｆよりも下方に位置して、安定したインクＩの導出を継続する。

インク誘導路３８０は、図９に示すように、カートリッジ本体１０の背面側に形成され上方からインクＩを下方の下部インク収容室３９０に導く。

下部インク収容室３９０は、上部インク収容室３７０に貯留されているインクＩが導入されるインク収容室で、図８に示すように、カートリッジ本体１０の正面側に形成されるインク収容室の約半分を占めるインク収容領域であり、カートリッジ本体１０の略半分から下の部分に形成されている。

インク誘導路３８０と連通するインク流入口３９１は、下部インク収容室３９０の底壁３９５の下方に配置された連通流路に開口しており、該連通流路を介して上部インク収容室３７０からのインクＩが流入する。

下部インク収容室３９０は、底壁３９５を貫通したインク排出口３１１により上流側インクエンドセンサ連絡流路４００に連通している。上流側インクエンドセンサ連絡流路４００には、三次元的に形成された迷路流路が形成されており、この迷路流路にてインクエンド前に流入した気泡Ｂ等を捕捉して下流側に流れないように構成されている。

上流側インクエンドセンサ液体誘導路連絡流路４００は、図示せぬ貫通孔を介して下流側インクエンドセンサ液体誘導路連絡流路４１０に連通しており、下流側インクエンドセンサ連絡流路４１０を介してインクＩが液体残量センサ３１に導かれる。

液体残量センサ３１に導かれたインクＩは、液体残量センサ３１内のキャビティ（流路）を通って、キャビティの出口であるインク排出口３１２からカートリッジ本体１０の背面側に形成されたインク誘導路４２０に導かれる。

インク誘導路４２０は、液体残量センサ３１から斜め上方にインクＩを導くように形成されており、バッファ室４３０と連通するインク流入口４３１に接続されている。これにより、液体残量センサ３１を出たインクＩは、インク誘導路４２０を経てバッファ室４３０に導かれる。

バッファ室４３０は、上部インク収容室３７０と下部インク収容室３９０との間にリブ１０ａにより区画形成された小部屋であり、差圧弁４０の直前のインク貯留空間として形成されている。バッファ室４３０は、差圧弁４０の裏側に対向するように形成されており、バッファ室４３０の窪み４３４に形成されたインク排出口４３２が連通したインク誘導路４４０を介して差圧弁４０にインクＩが流入する。

差圧弁４０に流入したインクＩは、差圧弁４０によって下流側に導かれ、接続流路４５１を介して出口流路４５０に導かれる。出口流路４５０は、インク供給部５０に連通しており、インク供給部５０に差し込まれたインク供給針２４０を介してインクＩがインクジェット式記録装置側に供給される。

本実施形態では、図１２に示すように、差圧弁４０の下流側である出口流路４５０において、圧力吸収部ＢＦが設けられている。圧力吸収部ＢＦは、例えばインク供給針２４０がインク供給部５０に挿入されたときの当該インク供給部５０内の圧力変動を吸収する構成になっている。

具体的には、圧力吸収部ＢＦは、開口部ＯＰ及び可撓性部材ＦＬを有している。開口部ＯＰは、例えば出口流路４５０の一部を開口するように形成されている。可撓性部材ＦＬは当該開口部ＯＰを塞ぐように配置されている。可撓性部材ＦＬは、例えばエラストマなどの樹脂によって形成されている。インク供給針２４０の更に下流側には、例えば記録ヘッドが接続されている。可撓性部材ＦＬは、当該記録ヘッドのノズルのメニスカス耐圧よりも小さな圧力によって撓むように形成されている。ノズルのメニスカス耐圧とは、当該記録ヘッドのノズルに形成されるインクの状態（メニスカス）を維持しうるような圧力である。

次に、大気開放孔１００から上部インク収容室３７０に至るまでの大気連通路１５０、図８〜図１３を参照しながら説明する。

インクカートリッジ１内のインクＩが消費されてインクカートリッジ１内部の圧力が低下すると、貯留しているインクＩの減少分だけ大気開放孔１００から大気（空気）が上部インク収容室３７０に流入する。

大気開放孔１００の内部に設けられた小穴１０２は、カートリッジ本体１０の背面側に形成された蛇道３１０の一端に連通している。蛇道３１０は、大気開放孔１００から上部インク収容室３７０までの距離を長くしインク中の水分の蒸発を抑制するように細長く形成された蛇行路である。蛇道３１０の他端は、気液分離フィルタ７０に接続されている。

気液分離フィルタ７０を構成する気液分離室７０ａの底面には、貫通孔３２２が形成されており、貫通孔３２２を介してカートリッジ本体１０の正面側に形成された空間３２０に連通している。

気液分離フィルタ７０においては、貫通孔３２２と蛇道３１０の他端との間に気液分離膜７１が配置される。気液分離膜７１は撥水性および撥油性の高い繊維材料をメッシュ状に編みこんだもので形成される。

空間３２０は、カートリッジ本体１０の正面側からみて上部インク室３７０の右上方に形成されている。空間３２０には、貫通孔３２２の上部に貫通孔３２１が開口している。空間３２０は、この貫通孔３２１を介して背面側に形成された上部連結流路３３０に連通している。

上部連結流路３３０は、インクカートリッジ１の最も上面側、すなわちインクカートリッジ１が取り付けられた状態における重力方向で最も上となる部分を通過するように、背面側から見て貫通孔３２１から長辺に沿って右方向に延びる流路部分３３３と、短辺近傍の折り返し部３３５で折り返して流路部分３３３よりもインクカートリッジ１の上面側を通って貫通孔３２１の近傍に形成された貫通孔３４１まで延びる流路部分３３７とを有している。なお、貫通孔３４１は、正面側に形成されたインクトラップ室３４０に連通している。

ここで、背面側からこの上部連結流路３３０を見ると、折り返し部３３５から貫通孔３４１までの延びる流路部分３３７には、貫通孔３４１が形成された位置３３６と、位置３３６よりカートリッジ厚さ方向位置が深く掘り下げられた凹部３３２が設けられており、この凹部３３２を区切るようにリブ３３１が複数形成されている。また、貫通孔３２１から折り返し部３３５まで延びる流路部分３３３は、折り返し部３３５から貫通孔３４１までの延びる流路部分３３７よりも深さが浅く形成されている。

本実施形態では、上部連結流路３３０を重力方向で最も上となる部分に形成しているので、基本的にはインクＩが上部連結流路３３０を超えて大気開放孔１００側に移動しないように構成されている。また、上部連結流路３３０は、毛細管現象等によりインクＩの逆流が発生しない程度に幅広の太さを有するとともに、流路部分３３７には凹部３３２が形成されているので逆流してきたインクＩを捕捉しやすく構成されている。

インクトラップ室３４０は、正面側から見てカートリッジ本体１０における右上方の隅の位置に形成された直方体形状の空間である。貫通孔３４１は、図１３に示すように、正面側から見てインクトラップ室３４０の左上方奥側隅部近傍に開口している。また、インクトラップ室３４０の右下方手前側隅部には、仕切となるリブ１０ａの一部が切り欠かれた切り欠き部３４２が形成されており、この切り欠き部３４２を介して連絡バッファ室３５０に連通している。

ここで、インクトラップ室３４０および連絡バッファ室３５０は、大気連通路１５０の途中の容積を拡張した形態の空気室であり、何らかの理由により上部インク収容室３７０からインクＩが逆流した場合でも、このインクトラップ室３４０および連絡バッファ室３５０にインクＩを留め、これ以上大気開放孔１００側へなるべく流れ込まないように構成されたものである。具体的なインクトラップ室３４０および連絡バッファ室３５０の役割については後述する。

連絡バッファ室３５０は、インクトラップ室３４０の下方に形成された空間である。連結バッファ室３５０の底面３５２には、インク注入時に空気抜きを行うための減圧孔１１０が設けられている。また、底面３５２近傍であってインクジェット式記録装置への装着時最も重力方向下方の部位には、厚さ方向側に貫通孔３５１が開口しており、この貫通孔３５１を介して背面側に形成された連絡流路３６０に連通している。

連絡流路３６０は、背面側から見て中央上方側に延びており、上部インク収容室３７０の底面近傍に開口した貫通孔３７２を介して上部インク収容室３７０と連通している。すなわち、大気開放孔１００から連絡流路３６０が本実施形態の大気連通路１５０を構成している。連絡流路３６０は、メニスカスを形成し、インクＩの逆流が発生しない程度の細さに形成されている。

本実施形態のインクカートリッジ１の場合、図８にも示したように、カートリッジ本体１０の正面側には、前述のインク収容室（上部インク収容室３７０、下部インク収容室３９０、バッファ室４３０）や、空気室（インクトラップ室３４０、連絡バッファ室３５０）や、インク誘導路（上流側インクエンドセンサ連絡流路４００、下流側インクエンドセンサ連絡流路４１０）の他に、インクＩが充填されない未充填室５０１が画成されている。

未充填室５０１は、カートリッジ本体１０の正面側で、ハッチングを施した左側面寄りの領域で、上部インク収容室３７０と下部インク収容室３９０とに挟まれるように区画形成されている。

そして、この未充填室５０１は、その内部領域の左上隅に、背面側に貫通した大気開放孔５０２が設けられ、該大気開放孔５０２により外気に連通している。

この未充填室５０１は、インクカートリッジ１を減圧パック包装した時に、脱気用負圧を蓄圧した脱気室となる。そこで、使用前にはカートリッジ本体１０内部の気圧が未充填室５０１と減圧パックの負圧吸引力により規定値以下に保たれ、溶存空気の少ないインクＩを供給することができる。

図１４は、図１２に示す状態からインク供給針２４０が挿入されたときの様子を示す図である。インク供給針２４０が挿入されることにより、インク供給部５０内の体積が増加する。このときの体積の増加量としては、例えば１０ｍｍ^３〜５０ｍｍ^３程度である。当該体積の増加により、インク供給部５０及び当該インク供給部５０に接続されるインク供給経路（例、出口流路４５０）の圧力が増加する。

インクカートリッジ１側に当該圧力を逃がす機構が設けられていない場合、当該圧力の増加分は記録ヘッドＨＤのノズルＮＺに対して加わり、ノズルＮＺからインクが漏れ出してしまう場合がある。また、当該圧力により、ノズルＮＺのメニスカスが破壊されてしまう場合もある。そのような場合には、再度記録ヘッドＨＤに対して、例えばノズルＮＺを吸引してメニスカスを調整するなどのクリーニング動作を行う必要が生じる。このため、インクを無駄に消費することになってしまう。

これに対して、本実施形態では、図１４に示すように、インク供給部５０内の圧力の増加が発生すると、圧力吸収部ＢＦにおける可撓性部材ＦＬが、出口流路４５０の体積を増加させる方向、つまり、開口部ＯＰの外側に向けて撓むことになる。このため、当該圧力の増加を吸収することができる。

このように、本実施形態においては、インク供給経路のうち差圧弁４０の下流側に設けられ、プリンターＰＲＴのインク供給針２４０とインク供給部５０との接続による出口流路４５０内の圧力変動を吸収する圧力吸収部ＢＦが設けられるため、当該圧力変動が吸収されることになる。これにより、出口流路４５０における圧力変動を調整することができる。このため、プリンターＰＲＴの記録ヘッドＨＤにおいて、ノズルＮＺのメニスカスが破壊されるのが回避されることになり、インクの消費の無駄を回避することができる。

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
上記実施形態では、圧力吸収部ＢＦが出口流路４５０に設けられた構成としたが、これに限られることは無く、例えば圧力吸収部ＢＦが差圧弁４０に設けられた構成としても構わない。例えば図１５に示すように、上記実施形態に記載の構成よりも差圧弁収容室４０ａの内容積が広くなるように、例えばカートリッジ本体１０側に凹状に形成されたバッファ部ＢＦが設けられた構成であっても構わない。この場合、バッファ部ＢＦの体積としては、例えばインク供給針２４０の接続によって変動する体積（一例として、１０ｍｍ^３〜５０ｍｍ^３）の範囲に設定することができる。

また、上記実施形態における圧力吸収部ＢＦは、記録ヘッドＨＤに形成される複数のノズルＮＺのメニスカスを破壊しない範囲であれば、例えばインク供給針２４０の取り付けによる圧力変動の全部を吸収可能な構成であっても構わないし、当該圧力変動の一部を吸収可能な構成であっても構わない。また、圧力吸収部ＢＦは、インクカートリッジ１をプリンターＰＲＴのキャリッジ２００から取り外す際において、当該インクカートリッジ１内に発生する圧力変動（減圧）を調整することもできる。この場合、例えばインクカートリッジ１を取り外したときに、インクカートリッジ１の内部からインクが漏出するのを回避することができる。

上記の説明では、インクジェット式のプリンターと、インクカートリッジが採用されているが、インク以外の他の流体を噴射したり吐出したりする流体噴射装置と、その流体を収容した流体容器を採用しても良い。微小量の液滴を吐出させる流体噴射ヘッド等を備える各種の流体噴射装置に流用可能である。なお、液滴とは、上記流体噴射装置から吐出される流体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう流体とは、流体噴射装置が噴射させることができるような材料であれ良い。

例えば、物質が液相であるときの状態のものであれば良く、粘性の高い又は低い液状態、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）のような流状態、また物質の一状態としての流体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散または混合されたものなどを含む。また、流体の代表的な例としては上記実施例の形態で説明したようなインクや液晶等が挙げられる。ここで、インクとは一般的な水性インクおよび油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種流体組成物を包含するものとする。

流体噴射装置の具体例としては、例えば液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルタの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を分散または溶解のかたちで含む流体を噴射する流体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する流体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる流体を噴射する流体噴射装置、捺染装置やマイクロディスペンサ等であってもよい。

さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する流体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する流体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する流体噴射装置を採用しても良い。そして、これらのうちいずれか一種の噴射装置および流体容器に本発明を適用することができる。

ＰＲＴ…プリンター Ｐ…搬送媒体 ＨＤ…記録ヘッド ＢＦ…圧力吸収部（バッファ部） ＯＰ…開口部 ＦＬ…可撓性部材 １…インクカートリッジ ４０…差圧弁 ４０ａ…差圧弁収容室 ４１…バルブ部材 ４１ｂ…弾性部 ４１ａ…弁部 ４２…バネ ４３…バネ座 ５０…インク供給部 ２４０…インク供給針

Claims (6)

1. 流体消費装置に着脱可能な流体収容装置であって、
   流体を収容する流体収容部と、
   前記流体消費装置に接続可能な流体供給部と、
   前記流体収容部から前記流体供給部に前記流体を供給させる供給経路と、
   前記供給経路に設けられ、前記流体供給部が所定圧力よりも小さくなったときに前記供給経路を開き、それ以外のときは前記供給経路を遮断する弁機構と、
   前記供給経路のうち前記弁機構以降の下流側に設けられ、前記流体消費装置と前記流体供給部との接続による前記供給経路内の圧力変動を吸収する圧力吸収部と
   を備える流体収容装置。
2. 前記圧力吸収部は、前記圧力変動によって前記流体流通経路内の体積を変動させる方向に撓む可撓性部材を有する
   請求項１に記載の流体収容装置。
3. 前記可撓性部材は、前記流体消費装置に起因する所定の圧力の範囲内で可撓性を有するように形成されている
   請求項２に記載の流体収容装置。
4. 前記圧力吸収部は、前記弁機構に設けられている
   請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の流体収容装置。
5. 前記弁機構は、
   前記流体収容部及び前記流体供給部にそれぞれ連通された凹部、及び、当該凹部を塞ぐ第二可撓性部材を有する連通室と、
   前記連通室と前記流体供給部との連通経路を遮断するように設けられ、前記連通室の内容積が減少する方向へ前記第二可撓性部材が撓むことで前記連通経路を開く弁と、
   前記連通室が所定圧力よりも小さくなったときに前記弁が前記連通経路を開きそれ以外のときは前記弁が前記連通経路を遮断するように、前記連通室の内容積が増加する方向へ前記第二可撓性部材を撓ませる付勢機構と
   を有し、
   前記第二可撓性部材は、前記圧力吸収部として用いられている
   請求項４に記載の流体収容装置。
6. 前記圧力吸収部は、前記供給経路に設けられ前記圧力変動に応じて体積を変動可能なバッファ部を有する
   請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の流体収容装置。

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